Glikozydowe łącze, co jest, cechy, typy, nomenklatura

Linki glikozydowe Są to kowalencyjne wiązania występujące między cukrami (węglowodany) i innymi cząsteczkami, które mogą być innymi monosacharydami lub innymi cząsteczkami o różnorodnym naturze. 

Linki te umożliwiają istnienie wielu podstawowych elementów na całe życie, nie tylko w tworzeniu paliw rezerwowych i elementów strukturalnych, ale także podstawowych cząsteczek transportu informacji do komunikacji komórkowej.

Tworzenie polisacharydów zależy zasadniczo od ustanowienia wiązań glikozydowych między alkoholami lub wolnymi grupami hydroksylowymi poszczególnych jednostek monosacharydu.

Przykład wiązania glikozydowego w glikogenu (źródło: glykogen.Svg-neurotkerrivative-work-marek-m-public-domen via Wikimedia Commons)

Linki glikozydowe występują w wielu kontekstach komórkowych, w tym w zjednoczeniu grupy polarnej niektórych sfingolipidów, podstawowych składników błon komórkowych wielu organizmów oraz tworzenie glikoprotein i proteoglikanów.

Ważne polisacharydy, takie jak celuloza, chityna, agar, glikogen i skrobia, nie byłyby możliwe bez wiązań glukozydowych. Podobnie glikozylacja białka, która występuje w retikulum endoplazmatycznym i w kompleksie Golgiego, ma ogromne znaczenie dla aktywności wielu białek.

Charakterystyka

Wiązania glikozydowe są znacznie bardziej zróżnicowane niż ich analogi w białkach i kwasach nukleinowych, ponieważ w zasadzie dwie cząsteczki cukru mogą przyłączać się do siebie na wiele sposobów, ponieważ mają wiele grup -OH, które mogą uczestniczyć w tworzeniu ogniwa.

Ponadto izomery monosacharydów, to znaczy jedna z dwóch orientacji, które grupa hydroksylowa może mieć w cyklicznej strukturze w odniesieniu do węgla anomerycznego, zapewniają dodatkowy poziom różnorodności.

Izomery mają różne trójwymiarowe struktury, a także różne działania biologiczne. Celuloza i glikogen składają się z powtarzanych jednostek d-glukozy, ale różnią się pod względem rodzaju wiązania glukozydowego (α1-4 dla glikogenu i β1-4 dla celulozy), a zatem mają różne właściwości i funkcje.

Podobnie jak polipeptydy mają polaryczność z jednym końcem n- i innym C-, a polynukleotydy mają końce 5 'i 3', polisacharydy oligo-or mają polaryzację zdefiniowaną przez zmniejszenie końców i nie zmniejszając.

Zmniejszający koniec ma wolne centrum anomeryczne, które nie tworzy powiązania glikozydowego z inną cząsteczką, więc zachowuje chemiczną reaktywność aldehydu.

Może ci służyć: zapłodnienie zewnętrzne

Wiązanie glukozydyczne jest najbardziej elastycznym regionem oligo-albo lub polisacharydu.

Tworzenie wiązań glikozydowych

Wiązanie glukozydyczne może łączyć dwie cząsteczki monosacharydowe przez jedną i grupę hydroksylową drugiej. Oznacza to, że grupa hemiacetalowa jednego cukru reaguje z grupą alkoholową drugiego, tworząc acetal.

Ogólnie rzecz biorąc, tworzenie tych linków występuje przez reakcje kondensacyjne, w których cząsteczka wody jest uwalniana z każdym uformowanym łączem.

Jednak w niektórych reakcjach tlen nie porzuca cząsteczki cukru jako wody, ale jako część difosforanu difosforanu nukleotydu urydyny.

Reakcje, które powodują powiązania glukozydyczne, są katalizowane przez klasę enzymów znane jako glikozylotransferazy. Powstają między kowalencyjnie zmodyfikowanym cukrem przez dodanie grupy fosforanowej lub nukleotydu (6-fosforan glukozy, na przykład UDP-galaktoza).

Hydroliza wiązania glikozydowego

Wiązania glikozydowe mogą łatwo hydrolizować w lekko kwaśnych środowiskach, ale odporną na całkiem alkaliczne środowiska.

W enzymatycznej hydrolizy wiązań glukozydowych pośredniczą enzymy zwane glikozydazami. Wiele ssaków nie ma tych enzymów do degradacji celulozy, więc nie są w stanie wydobyć energii z tego polisacharydu, mimo że są niezbędnym źródłem włókien.

Rzeczyści, takie jak na przykład krowy, mają bakterie związane z ich jelitami, które wytwarzają enzymy zdolne do degradowania jedzonej celulozy, co sprawia, że ​​są w stanie skorzystać z energii zachowanej w tkankach roślinnych.

Gładki enzym, wytwarzany we łzach oka i przez niektóre wirusy bakteryjne, jest w stanie zniszczyć bakterie dzięki jego aktywności hydrolitycznej, która łamie wiązanie glukozydowe między N-acetyloglukozaminą i kwasem N-acetylomuramicznym w ścianie komórkowej w ścianie komórkowej w ścianie komórkowej w komórkowej ścianie komórkowej w ścianie komórkowej w komórkowej ścianie kwasu komórkowego bakteria.

Różnorodność

Oligosacharydy, polisacharydy lub glikany są bardzo różnorodnymi cząsteczkami i wynika to z wielu sposobów łączenia się monosacharydy, tworząc struktury wyższego rzędu.

Ta różnorodność zaczyna się od faktu, jak wspomniano powyżej, że cukry mają grupy hydroksylowe, które pozwalają na różne regiony związkowe, i że wiązania mogą wystąpić między dwoma możliwymi stereoizomerami w odniesieniu do anomerycznego węgla cukru (α lub β).

Może ci służyć: blastozoos

Połączenia glikozydowe mogą być tworzone między cukrem a dowolnym hydroksylowanym związkiem, takim jak alkohole lub aminokwasy.

Ponadto monosacharyd może tworzyć dwa wiązania glukozydyczne, dzięki czemu może służyć jako punkt rozgałęziania, wprowadzając potencjalną złożoność w strukturze glikanów lub polisacharydów w komórkach.

Chłopaki

Jeśli chodzi o rodzaje wiązań glukozydowych, można zróżnicować dwie kategorie: wiązania glukozydowe między monosacharydami, które stanowią oligo- i polisacharydy oraz wiązania glukozydowe występujące w glukoproteinach lub glukolipidach, które są białkami lub lipidami z karbokydresami karbokodanymi.

Linki o-glukozydyczne

Połączenia O-glikozydowe występują między monosacharydami, powstają przez reakcję między grupą hydroksylową cząsteczki cukru a węglem anomerycznym innego.

Disacharydy pochodzą z najczęstszych oligosacharydów. Polisacharydy mają ponad 20 jednostek monosacharydów połączonych liniowo i czasami mają wiele konsekwencji.

Przykład linku o-glukozydycznego (Źródło: tpirojsi [domena publiczna] za pośrednictwem Wikimedia Commons)

W disacharydach, takich jak maltoza, laktoza i sacharoza, najczęstszym wiązaniem glukozydowym jest typ O-glikozydowy. Te linki mogą wystąpić między węglemi i -OH postaci izomerycznych α lub β.

Tworzenie wiązań glukozydowych w oligo- i polisacharydach będzie zależeć od stereochemicznej natury połączonych cukrów, a także ich liczby atomów węgla. Ogólnie rzecz biorąc, w przypadku cukrów z 6 węgliami występują wiązania liniowe między węgle.

Istnieją dwa główne typy O-glikozydy, które w zależności od nomenklatury są zdefiniowane jako α i β lub 1,2-Cis i 1.2-trans-glikozydy.

Odpady 1.2-Cis glikozylowane, α-glikozydy dla d-glikozy, d-galaktozy, l-fucozy, d-xilosa lub β-glikozydy dla d-manosa, L-yarabinosa; a także 1.2-trans (β-glikozydy dla d-glukozy, d-galaktozy i α-glikozydy dla D-Many itp.), mają ogromne znaczenie dla wielu naturalnych elementów.

O-glikozylacja

Jedną z najczęstszych modyfikacji po translacyjnych jest glikozylacja, która polega na dodaniu części glucydu do rosnącego peptydu lub białka. Mucyny, białka wydzielania, mogą zawierać duże ilości łańcuchów oligosacharydowych połączonych wiązaniami O-glukozydowymi.

Proces O -glikozylacji występuje w kompleksie Golgiego eukariotów i składa się z połączenia białek z częścią glukidalną poprzez wiązanie glukozydowe między grupą -OH reszty aminokwasowej seryny lub trereniiny a anomerycznym węglem cukru.

Może ci służyć: glucoolipids: co to jest, klasyfikacja, struktura, funkcje

Zaobserwowano również tworzenie tych wiązań między węglowodanami a hydroksyloisiną i hydroksylisiną oraz grupą fenolową odpadów tyrozynowych.

Linki N-glukozydyczne

N-glycykozydyczne powiązania są najczęstsze wśród białek glikozylowanych. N-glikozylacja występuje głównie w retikulum endoplazmatycznym eukariontów, z kolejnymi modyfikacjami, które mogą wystąpić w kompleksie Golgiego.

N-glukozydyczny Przykład linków (Źródło: TpiRoJSI [domena publiczna], Via Wikimedia Commons)

N-glikozylacja zależy od obecności sekwencji konsensusowej serii ASN-XXX/. Wiązanie glikozydowe występuje między azotem azotu bocznego łańcucha asparaginy i anomerycznego węgla cukru, który wiąże się z łańcuchem peptydowym.

Powstawanie tych wiązań podczas glikozylacji zależy od enzymu znanego jako oligosakariltransferaza, która przenosi oligosacharydy z fosforanowego dolicolu do azotu odpadów asparaginowych.

Inne rodzaje linków glukozydowych

Linki S-glukozydyczne

Występują również między białkami i węglowodanami, zaobserwowano między peptydami z N-końcowymi cysteinami i oligosacharydami. Peptydy z tego typu linków początkowo izolowano z białka w moczu i ludzkich erytrocytach związanych z oligosacharydami glukozy.

Linki C-glukozydyczne

Po raz pierwszy zaobserwowano je jako modyfikacja po translacyjnej (glikozylacja) w reszcie tryptofanu w RNASA 2 obecnym w ludzkim moczu i erytrocycie 2. Ręka wiąże się z węglem z pozycji 2 jądra aminokwasowego za pomocą wiązania C-glukozydycznego.

Nomenklatura

Termin glikozyd jest używany do opisania dowolnego cukru, którego grupa anomeryczna jest zastępowana przez grupy -or (O -glikozydy), -SR (tioglikozydy), -Ser (selenoglukozydy), -NR (N -glikozydy lub glukosamin) lub nawet -Cr) lub nawet -Cr) lub -rt (C-glukozydy).

Można je wymienić na trzy różne sposoby:

).

(2) przy użyciu terminu „glikosoLoxi” jako prefiks i nazwiska monosacharydu.

(3) Korzystanie z tego terminu ALBO-Glikosil, N-Glikosil, S-glikozil lub C-glikozil jako prefiks dla nazwy związku hydroksylowanego.

Bibliografia

1. Nelson, zm. L., & Cox, m. M. (2009). Zasady biochemii lehninger. Omega Editions (Ed.).
2. Nomenklatura węglowodanów (zalecenia 1996). (1996). Pobrano z www.Qmul.AC.Wielka Brytania